單片機課程設計---直流風扇電機轉(zhuǎn)速測量與pwm控制

1、<p>　　檢測與控制實訓(論文)說明書</p><p>　　題 目： 直流風扇電機轉(zhuǎn)速 </p><p>　　測量與PWM控制 </p><p>　　系 別： 機電工程系 </p><p>　　專 業(yè)： 機械電子工程

2、 </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　學 號： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　職 稱： 高級講師 </p>

3、;<p>　　題目類型： 理論研究 實驗研究 工程設計 工程技術(shù)研究 軟件開發(fā)</p><p>　　2011年 7 月 6 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本課題是對直流電機PWM調(diào)速器設計的研究，主要實現(xiàn)對電動機的控制。因此在設計中，對直流調(diào)速的原理，直流調(diào)速控制方式以

4、及調(diào)速特性，PWM基本原理及實現(xiàn)方式進行了全面的闡述。為實現(xiàn)系統(tǒng)的微機控制，在設計中，采用了AT89C51單片機作為整個控制系統(tǒng)的控制電路的核心部分，在設計中，采用PWM調(diào)速方式，通過改變PWM的占空比從而改變電動機的電樞電壓，進而實現(xiàn)對電動機的調(diào)速。設計的整個控制系統(tǒng)，在硬件結(jié)構(gòu)上采用了大量的集成電路模塊，大大的簡化了硬件電路，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，使整個系統(tǒng)的性能得到提高。關(guān)鍵詞：直流電機；轉(zhuǎn)速測量；PWM控制</p

5、><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 直流電機 1</p><p>　　1.1 直流電機的結(jié)構(gòu)1</p><p>　　1.2 直流電機的工作原理1</p><p>　　1.3 直流電機的主要的技術(shù)參數(shù)1</p><p>　　1.4 直流電

6、機的調(diào)速的技術(shù)指標2</p><p>　　1.4.1 調(diào)速范圍2</p><p>　　1.4.2 調(diào)速的相對穩(wěn)定性和靜差度2</p><p>　　1.4.3 調(diào)速的平滑性2</p><p>　　1.4.4 調(diào)速時的容許輸出2</p><p>　　2 單片機的相關(guān)知識3</p><p&g

7、t;　　2.1 單片機的簡介3</p><p>　　2.2 單片機的發(fā)展史3</p><p>　　2.2.1 4位單片機3</p><p>　　2.2.2 8位單片機3</p><p>　　2.2.3 16位單片機3</p><p>　　2.2.4 32位單片機3</p><p>　

8、　2.2.5 64位單片機4</p><p>　　2.3 單片機的特點4</p><p>　　2.4 AT89C51單片機的簡介5</p><p>　　3 直流風扇電機轉(zhuǎn)速測量與PWM控制的基本原理7</p><p><b>　　4 硬件設計8</b></p><p>　　4.1 控

9、制電路的設計8</p><p>　　4.2 隔離電路的設計8</p><p>　　4.3 驅(qū)動電路的設計9</p><p>　　4.4 續(xù)流電路的設計11</p><p>　　5 軟件設計11</p><p>　　6 技術(shù)小結(jié)15</p><p><b>　　7 結(jié)論

10、16</b></p><p><b>　　謝辭17</b></p><p><b>　　參考文獻18</b></p><p><b>　　1 直流電機</b></p><p>　　1.1直流電機的結(jié)構(gòu)</p><p>　　直流電機的結(jié)

11、構(gòu)應由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。直流電機運行時靜止不動的部分稱為定子，定子的主要作用是產(chǎn)生磁場，由機座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和電刷裝置等組成。運行時轉(zhuǎn)動的部分稱為轉(zhuǎn)子，其主要作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應電動勢，是直流電機進行能量轉(zhuǎn)換的樞紐，所以通常又稱為電樞，由轉(zhuǎn)軸、電樞鐵心、電樞繞組、換向器和風扇等組成。直流電機的結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。</p><p>　　1.2 直流電機的工作原理</p><

12、;p>　　直流電機模型如圖1.2所示，磁極N,S間裝著一個可以轉(zhuǎn)動的鐵磁圓柱體，圓柱體的表面固定著線圈abcd。當線圈流過電流的時候，線圈受到電磁力的作用，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。根據(jù)左手定則可知，當流過線圈中電流改變方向時，線圈的受力方向也將改變，因此通過改變線圈電流的方向?qū)崿F(xiàn)改變電機的方向。</p><p>　　圖1.2 直流電機模型</p><p>　　1.3 直流電機的主要的技術(shù)參數(shù)<

13、;/p><p>　　額定功率Pn：在額定電流和電壓下，電機的負載能力。</p><p>　　額定電壓Ue：長期運行的最高電壓。</p><p>　　額定電流Ie：長期運行的最大電流。</p><p>　　額定轉(zhuǎn)速n：單位時間里面電機轉(zhuǎn)速的快慢。</p><p>　　勵磁電流If：施加到電極線圈上的電流。</p>

14、<p>　　1.4直流電機的調(diào)速的技術(shù)指標</p><p>　　1.4.1 調(diào)速范圍</p><p>　　調(diào)速范圍是指最低可控轉(zhuǎn)速到最高可控轉(zhuǎn)速的范圍，最低可控轉(zhuǎn)速對最高可控轉(zhuǎn)速的比值，叫電機的調(diào)速比。</p><p>　　1.4.2 調(diào)速的相對穩(wěn)定性和靜差度 </p><p>　　所謂相對穩(wěn)定性，是指負載轉(zhuǎn)矩在給定的范圍里面變

15、化所引起的速度的變化，它決定于機械特性的斜率。</p><p>　　靜差度（又稱靜差率）是指當電動機在一條機械特性上運行時，由理想空載到滿載時的轉(zhuǎn)速降落與理想空載轉(zhuǎn)速n0的比值。用百分數(shù)表示，即 ，在一般的情況下，取額定轉(zhuǎn)矩下的速度落差，有</p><p>　　1.4.3 調(diào)速的平滑性</p><p>　　調(diào)速的平滑性是在一定的調(diào)速范圍內(nèi)，相鄰兩極速度變化的程度，

16、用平滑系數(shù)表示，即</p><p>　　式中和相鄰兩極，即i級與i-1級的速度。</p><p>　　1.4.4 調(diào)速時的容許輸出</p><p>　　調(diào)速時的容許輸出是指電動機在得到充分利用的情況下，在調(diào)速的過程中軸能夠輸出的功率和轉(zhuǎn)矩。</p><p>　　2 單片機的相關(guān)知識</p><p><b>

17、　　2.1單片機的簡介</b></p><p>　　單片機是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的計算機系統(tǒng)。</p><p>　　2.2 單片

18、機的發(fā)展史</p><p>　　2.2.1 4位單片機</p><p>　　1975年，美國德克薩斯公司首次推出4位單片機TMS-1000，此后各個計算機公司競相推出4位單片機。日本松下公司的MN1400系列。美國洛克威爾公司的PPS/1系列等。4位單片機的主要的應用的領(lǐng)域有：PC機的輸入裝置。電池的充電器，運動器材，帶液晶顯示器的音/視頻產(chǎn)品控制器，一般家用電器的控制及遙控器，電子玩具，

19、鐘表，計算器，多功能電話等。</p><p>　　2.2.2 8位單片機</p><p>　　1972年，美國Intel公司首先推出8位微處理器8008，并與1976年9月率先推出MCS-48系列單片機。在這以后，8位單片機紛紛面世。例如莫斯特克和仙童公司合作生產(chǎn)的3870系列，摩托羅拉公司生產(chǎn)的6801系列等。隨著集成電路工藝水平的提高，一些高性能的8位單片機相繼問世，例如1978年摩托

20、羅拉公司的MC6801。這類單片機的尋址能力達到64KB，片內(nèi)ROM的容量達4-8KB，片內(nèi)除帶有并行I/O口，甚至還有A/D轉(zhuǎn)換器的功能。8位單片機由于性能強大，被廣泛用于自動化裝置，智能接口，過程控制等各領(lǐng)域。</p><p>　　2.2.3 16位單片機</p><p>　　1983年以后，集成電路的集成度可達幾十萬只管/片，各系列16位單片機紛紛面世，這一階段的代表產(chǎn)品有1983年

21、Intel公司推出的MCS-96系列，1987年Intel公司推出了80C96 ，美國半導體公司推出了HPC16040。16位單片機主要用于工業(yè)控制，智能儀器儀表等場合。</p><p>　　2.2.4 32位單片機</p><p>　　隨著高新技術(shù)智能機器人，激光打印機，圖像與數(shù)據(jù)實時處理，復雜實時控制，網(wǎng)絡服務器等領(lǐng)域的應用和發(fā)展，20世紀80年代末，推出了32位單片機，如摩托羅拉公司

22、的MC683XX系列。32位單片機是單片機的發(fā)展趨勢，隨著技術(shù)的發(fā)展和開發(fā)成本的降低，將會和8位單片機并駕齊驅(qū)。</p><p>　　2.2.5 64位單片機</p><p>　　近年來，64位單片機在引擎控制，智能機器人，磁盤控制，算法密集的實時控制場所已有應用。如英國的Inmos 公司的Transputer T800是高性能的64位單片機</p><p>　　2

23、.3 單片機的特點</p><p>　?。?）高集成度，體積小，高可靠性 </p><p>　　單片機將各功能部件集成在一塊晶體芯片上，集成度很高，體積自然也是最小的。芯片本身是按工業(yè)測控環(huán)境要求設計的，內(nèi)部布線很短，其抗工業(yè)噪音性能優(yōu)于一般通用的CPU。單片機程序指令，常數(shù)及表格等固化在ROM中不易破壞，許多信號通道均在一個芯片內(nèi)，故可靠性高。 </p><p>

24、<b>　?。?）控制功能強 </b></p><p>　　為了滿足對對象的控制要求，單片機的指令系統(tǒng)均有極豐富的條件:分支轉(zhuǎn)移能力，I/O口的邏輯操作及位處理能力，非常適用于專門的控制功能。 </p><p>　?。?）低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品 </p><p>　　為了滿足廣泛使用于便攜式系統(tǒng)，許多單片機內(nèi)的工作電壓僅為1.8V～

25、3.6V，而工作電流僅為數(shù)百微安。 </p><p><b>　?。?）易擴展 </b></p><p>　　片內(nèi)具有計算機正常運行所必需的部件。芯片外部有許多供擴展用的三總線及并行、串行輸入/輸出管腳，很容易構(gòu)成各種規(guī)模的計算機應用系統(tǒng)。 </p><p>　?。?）優(yōu)異的性能價格比 </p><p>　　單片機的性能

26、極高。為了提高速度和運行效率，單片機已開始使用RISC流水線和DSP等技術(shù)。單片機的尋址能力也已突破64KB的限制，有的已可達到1MB和16MB，片內(nèi)的ROM容量可達62MB，RAM容量則可達2MB。由于單片機的廣泛使用，因而銷量極大，各大公司的商業(yè)競爭更使其價格十分低廉，其性能價格比極高。</p><p>　　2.4 AT89C51 單片機的簡介</p><p>　　89C51單片機如圖

27、2.1所示:</p><p><b>　　其主要特性有：</b></p><p>　　·與MCS-51 兼容</p><p>　　·4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 </p><p>　　壽命：1000寫/擦循環(huán)</p><p>　　數(shù)據(jù)保留時間：10年</p><

28、p>　　·全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz</p><p>　　·三級程序存儲器鎖定</p><p>　　·128*8位內(nèi)部RAM</p><p>　　·32可編程I/O線</p><p>　　·兩個16位定時器/計數(shù)器</p><p><b>　　

29、3;5個中斷源 </b></p><p><b>　　·可編程串行通道</b></p><p>　　·低功耗的閑置和掉電模式</p><p>　　·片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 </p><p><b>　　管腳說明：</b></p><p>

30、;<b>　　VCC：供電電壓。</b></p><p><b>　　GND：接地。</b></p><p>　　P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FI

31、ASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。</p><p>　　P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 </p><p>　　P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻

32、的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位

33、地址信號和控制信號。</p><p>　　P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。</p><p>　　P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口</p><p>　　P3.0 RXD（串

34、行輸入口）</p><p>　　P3.1 TXD（串行輸出口）</p><p>　　P3.2 /INT0（外部中斷0）</p><p>　　P3.3 /INT1（外部中斷1）</p><p>　　P3.4 T0（記時器0外部輸入）</p><p>　　P3.5 T1（記時器1外部輸入）</p><p

35、>　　P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）</p><p>　　P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）</p><p>　　P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。</p><p>　　RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。</p><p>　　ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，

36、地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)A

37、LE禁止，置位無效。</p><p>　　/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。</p><p>　　/EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當/

38、EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。</p><p>　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。</p><p>　　XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。</p><p><b>　　振蕩器特性：</b></p><p>　　XTAL1

39、和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。</p><p>　　3 直流風扇電機轉(zhuǎn)速測量與PWM控制的基本原理:</p><p>　　直流電機的工作原理為：直流電機的

40、磁極N,S間裝著一個可以轉(zhuǎn)動的鐵磁圓柱體，圓柱體的表面固定著線圈abcd。當線圈流過電流的時候，線圈受到電磁力的作用，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。根據(jù)左手定則可知，當流過線圈中電流改變方向時，線圈的受力方向也將改變，因此通過改變線圈電流的方向?qū)崿F(xiàn)改變電機的方向?？刂齐娐分饕蓡纹瑱C來控制，單片機發(fā)出的PWM脈沖來實現(xiàn)對驅(qū)動的控制。</p><p><b>　　設計方案：</b></p><

41、p>　　程序應用模塊化進行設計，主要有初始化模塊、顯示模塊、讀鍵模塊、數(shù)制轉(zhuǎn)換模塊、雙字節(jié)除法模塊、中斷模塊和控制調(diào)節(jié)模塊。編程次序可按此先后進行。初始化模塊：8155工作方式、T0和T1工作方式、標志位狀態(tài)、所用單元初值、中斷設置以及初始顯示等。顯示模塊：設定值和實測值的數(shù)值與字符動態(tài)顯示。讀鍵模塊：從I/O口依據(jù)某位數(shù)碼管亮時讀入小按鍵是否有效，然后根據(jù)四個小鍵盤的不同功能進行相應的處理，只要設定值一改變立刻顯示。加1鍵

42、和減1鍵要有連加連減功能。數(shù)制轉(zhuǎn)換模塊：將二進制轉(zhuǎn)換為十進制。外部中斷模塊：將轉(zhuǎn)1圈的時間通過雙字節(jié)除法程序求出即時轉(zhuǎn)速。定時中斷模塊：PWM輸出波形形成?？刂普{(diào)節(jié)模塊：通過設定值和實測值的比較來改變脈沖波的占空比，該數(shù)據(jù)的調(diào)節(jié)分為簡單比例調(diào)節(jié)PP和比例積分調(diào)節(jié)PI。調(diào)節(jié)公式分別為：YK=YK1+KP*EKYK=YK1+KP*EK+KI*EK2YK：要輸出的數(shù)據(jù)YK1：上次輸出的數(shù)據(jù)EK：設定值和實測值的差值EK1：

43、上次的EK值EK2：EK-EK1的差值KP：比例系數(shù)（設KP=1~2）KI：積分系數(shù)（設KI=1~2）4 硬件設計</p><p>　　對題目進行深入的分析和思考，可以將整個模塊分為以下幾個部分：控制部分，隔離電路，驅(qū)動電路和負載的續(xù)流電路。系統(tǒng)的框圖如圖3.1所示。</p><p>　　4.1 控制電路的設計</p><p>　　控制電路主要由單片機來控

44、制，編寫一段程序使單片機發(fā)出的PWM脈沖來實現(xiàn)對驅(qū)動的控制。新一代的單片機增加了很多的功能，其中包括PWM功能。單片機通過初始化設置，使其能自動的發(fā)出PWM脈沖波，只有在改變占空比的時候CPU才干預。系統(tǒng)方框圖如圖4.1所示。</p><p>　　圖4.1 系統(tǒng)方框圖</p><p>　　4.2 隔離電路的設計</p><p>　　隔離電路主要作用是防止驅(qū)動電路中的

45、電流過大，與單片機直接相連是可能會燒毀單片機而加的保護性電路。</p><p>　　其電路圖如下圖4.2所示。其中1,2,3,4腳分別接單片機的P1.1 ,P1.2,P1.3，P1.4口。電阻起限流左右。電阻R1，R3，R5，R7阻值為470Ω，電阻R2，R4，R6，R8的電阻都為1KΩ。</p><p>　　圖4.2 隔離電路原理圖</p><p>　　其工作原理

46、如下：當電機中的電壓正常時，發(fā)光二極管導通，發(fā)光使光敏三極管導通，電路接通正常工作；當電路中電壓很高時，發(fā)光二極管被擊穿，電路不導通，從而起到保護單片機的作用。</p><p>　　4.3 驅(qū)動電路的設計</p><p>　　開關(guān)驅(qū)動是利用大功率晶體管的開關(guān)作用。將恒定的直流電源電壓轉(zhuǎn)換為一定的方波電壓加在電機電樞上，與線性方式不同，在這種驅(qū)動方式下，驅(qū)動器的功率管工作在開關(guān)狀態(tài)，當器件導

47、通時，器件的電流很大但是壓降很??；器件關(guān)斷時，壓降很大但是電流很小。因此驅(qū)動器的功率消耗少，發(fā)熱量少，效率較高。</p><p>　　通過控制開關(guān)的頻率和脈寬，可以對電機的轉(zhuǎn)向進行控制。</p><p>　　我們在本次設計中采用的PWM脈沖調(diào)制方式正是一種開關(guān)驅(qū)動方式，是直流電機最重要也是最常見的驅(qū)動方式。</p><p>　　驅(qū)動電路是H橋電路，圖4.4為H橋驅(qū)動

48、電路的工作原理圖。同一側(cè)的晶體管不能同時導通。當SW1和SW4導通，當SW2和S3截止時，電路由正電流經(jīng)SW1,從電機的正極流入電機，電機反向運轉(zhuǎn)。當SW1和SW3或者SW2和SW4同時導通的時候，電機處于制動狀態(tài)，電路中二極管注意是起續(xù)流保護作用。由于電機具有較大的感性，電流不能突變，若忽然將電流切斷將在功率管兩端產(chǎn)生巨大的電壓，損壞器件。</p><p>　　圖4.4 H橋驅(qū)動電路的工作原理圖</p&g

49、t;<p>　　L298需要2個電壓，一個為邏輯電路工作時所需要的5V電壓VCC，另一個為功率電路所需的驅(qū)動電壓VSS。驅(qū)動電路的輸入可直接與單片機的引腳相連，為了進一步提高抗干擾能力我們還使用了光電耦合器件組成的隔離電路和控制電路和動力電路進行電氣隔離。參見表3.1。我們來分析原理，使能端輸入使能?？刂戚斎攵薃端輸入PWM信號，控制輸入端B端輸入PWM的反相信號，在一個PWM周期里，電機的電樞承受雙極性的電壓，電機的速度

50、和方向均由PWM決定。</p><p>　　PWM占空比為50%時，對應的電機的轉(zhuǎn)速為0 即電機停止轉(zhuǎn)動，占空比為0%-50%的時候電機的轉(zhuǎn)速時-MAX-0，即電機反轉(zhuǎn)；占空比為50%-100%對應的電機的轉(zhuǎn)速為0- +MAX即 電機正轉(zhuǎn)。電機的轉(zhuǎn)動速度由PWM脈沖的頻率決定。頻率高則速度快，即電機加速，頻率降低則是電機轉(zhuǎn)動速度減慢。即電機減速。</p><p>　　使能端輸入PWM信號控

51、制輸入端A端和控制輸入B端輸入控制電機狀態(tài)的信號，電機狀態(tài)參見表3.2 。</p><p>　　4.4 續(xù)流電路的設計</p><p>　　由于電機具有較大的感性，電流不能突變，若忽然將電流切斷將在功率管兩端產(chǎn)生巨大的電壓，損壞器件。我們應用二極管來續(xù)流，利用二極管的單向?qū)ㄐ?。二極管的選用必須要根據(jù)PWM的頻率和電機的電流來決定。二極管要有足夠迅速的恢復時間和足夠的電流承受能力。<

52、/p><p>　　電流如果突變易損壞功率管即L298芯片。為保護芯片而加上續(xù)流電路。</p><p><b>　　5 軟件設計</b></p><p>　　本次實訓單片機軟件設計程序如下：</p><p>　　//********* 頭文件 ********************//#include<AT89x

53、51.h>//********* 定義變量 ******************//#define uchar unsigned char#define uint unsigned intunsigned long xs,sd=190,ds=0;uchar js=0,lj=0,zkb1,zkb2; static uchar click=0; uint bitdisplay=0,gw=0,sw=0,bw=0,qw

54、=0,gw2=0,sw2=0,bw2=0,qw2=0;//********* 數(shù)碼管代碼表 **************//unsigned char Tab[]={0xFC,0x60,0xDA,0xF2,0x66,0xB6,0xBE,0xE0, 0xFE,0xF6,0x00};//********* 按鍵延時程序 **************//void ys(int x){

55、 int aaa,</p><p>　?。?）系統(tǒng)設計過程： 本設計是基于SCT89C51單片機的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)，經(jīng)過對系統(tǒng)通過功能設計、方案設計、硬件設計，軟件設計以及調(diào)試，最后實現(xiàn)了其基本功能。</p><p>　　（2）系統(tǒng)實現(xiàn)的功能： ①按鍵設定并顯示轉(zhuǎn)速和PID控制參量，按鍵控制電機起停； ②實時顯示實際轉(zhuǎn)速； ③PWM轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制。 </p><p>　　

56、（3）實現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定簡潔的方法： 在設計程序的時候，由于考慮到硬件在顯示上的穩(wěn)定、按鍵掃描的正確判斷，所以在其中用到了兩個定時器的中斷：定時器0對電機轉(zhuǎn)速計數(shù)中斷和按鍵掃描周期控制，定時器1對占空比調(diào)節(jié)控制，外部中斷的引入，直接對霍爾傳感器采集脈沖輸入計數(shù)。 </p><p>　　（4）系統(tǒng)發(fā)展趨勢： 由于時間和個人能力問題，該設計還不夠完美，比如在控制轉(zhuǎn)速精度上還需要進一步地完善，還可以加入PC機，實現(xiàn)與PC機的

57、通訊，將轉(zhuǎn)速的設定值和實時測定值發(fā)送到PC機上顯示等。</p><p><b>　　7 結(jié)論</b></p><p>　　該實訓為設計一個基于單片機的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的設計，在設計過程中深刻體會到，只有按照規(guī)劃步驟一步一步地完成設計才會事半功倍，否則就像一團亂麻一樣不知所措，要認真審題，看清題目的要求，然后根據(jù)要求找相關(guān)資料，找到相關(guān)知識，再根據(jù)實驗器材，找到合適的方案

58、，根據(jù)方案找到需要的元器件及相應的工具，再根據(jù)設計的要求及相應的芯片功能畫圖系統(tǒng)的電路原理圖和流程圖，再寫出相應的程序，最后結(jié)合硬件電路對所寫程序進行調(diào)試，達到最后所預期的結(jié)果。</p><p>　　在根據(jù)實際情況寫程序時，還要考慮到程序如何更穩(wěn)定，比如在程序中消抖的子程序應用，就是為了達到這個目的。在寫程序時也要值得注意的是，定義變量時，要用于之相關(guān)的字符代替，以達到易懂，鮮明的作用，有必要時要對一些程序或語句

59、加以標注等，都是對讀程序或修改程序有幫助的。總之在這次單片機實訓中受益匪淺，從頭到尾親身體會了一個基本單片機系統(tǒng)的設計，掌握了整個系統(tǒng)的設計過程以及一些基本常見的元器件在現(xiàn)實生活中的應用。</p><p><b>　　謝 辭</b></p><p>　　在本次實訓的過程中，許多老師，同學都給我提供了無私的幫助，尤其是zz老師給予我悉心的指導和幫助，在碰到難以解決的問

60、題時，還不斷地教給我分析問題和解決問題的方法，并指出了正確的設計方向，給了我很多設計上的啟發(fā)，使我在實訓過程中少走很多彎路。在此向老師和同學表示深深的感謝。 </p><p>　　在此次論文結(jié)束之際，再次向曾幫助我的指導老師xx老師和對我的作品提出建設性意見的同學表示由衷感謝，沒有你們的幫助我是很難順利完成這次單片機實訓的，謝謝你們。</p><p><b>　　參考文獻<

61、/b></p><p>　　[1] 梅麗鳳.王艷秋，汪毓鐸，任國臣.單片機原理及接口技術(shù).清華大學出版社；2002</p><p>　　[2] 何立明.單片機中級教程[M].北京：北京航天航空大學出版社；2002</p><p>　　[3] 鄒久朋.80C51單片機實用技術(shù).［M］北京航天航空大學出版社；2007</p><p>　　[